Щелочно-сжечь травмы Модель неоваскуляризации роговицы у мышей
Summary
Неоваскуляризация (Невада) роговицы может осложнить несколько визуальных патологий. Используя контролируемое, модель щелочно-ожога количественному уровень роговицы NV могут быть произведены для механистической изучения роговицы NV и оценки потенциальных методов лечения для неоваскулярных расстройств.
Abstract
В нормальных условиях, роговица аваскулярный, и эта прозрачность имеет важное значение для поддержания хорошего остроту зрения. Неоваскуляризация (Невада) роговицы, которое может быть вызвано травмой, кератопластики или инфекционного заболевания, ломается так называемый 'ангиогенную привилегией »роговицы и составляет основу нескольких визуальных патологий, которые могут даже привести к слепоте. Хотя есть несколько вариантов лечения, фундаментальная медицинская потребность представлен роговицы неоваскулярных патологий остается неудовлетворенным. В целях развития безопасных, эффективных и целенаправленных методов лечения, надежная модель роговицы NV и фармакологического вмешательства не требуется. Здесь мы описываем возможность получения травмы щелочно-ожог роговицы модель неоваскуляризации в мыши. Этот протокол предусматривает способ применения контролируемой щелочно-ожоговой травмы роговицы, введения фармакологического соединение, представляющее интерес, и визуализации результата. Этот метод может оказаться инструментальныхТаль для изучения механизмов и возможностей для вмешательства в роговицы NV и других неоваскулярных расстройств.
Introduction
Роговицы слепота является четвертым наиболее распространенной причиной слепоты, причиной примерно 4% всех случаев 1. Неоваскуляризации роговицы (Невада) играет значительную роль во многих из этих патологий, в том числе герпетического кератита (основной инфекционной причиной слепоты на Западе) и трахомы (ведущей причиной инфекционного слепоты во всем мире) 2. Современные методы терапии включают стероиды, нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП), анти-VEGF терапии, и циклоспорин А, а также обычные или лазерные хирургические методы 3. Тем не менее, серьезно изнурительных характер роговицы NV основана патологий, малочисленность хирургического оборудования, способных лечить роговицы NV, а также отсутствие сильно выполняющего фармакологической вариант привел недавний экспертный круглый стол на заключение, что, несмотря на дошедших до нас терапии, фундаментальную медицинскую потребность представленный этих патологий остается неудовлетворенным 4.
Роговицы человекасостоит из 5 слоев, 3 клеточных слоев (эпителиальные, стромальные и эндотелия) и 2 интерфейса (Bowman мембраны и десцеметовой мембраны). Он функционирует как механический барьер и преломляющей поверхности для глаз. Его прозрачный характер является следствием тонкий баланс его компонентов и является неотъемлемой частью его нормального функционирования 5. Обычно бессосудистый, роговица получает кровь из микрососудов, проходящую вдоль его внешней кромке, которые питаются от ресничного и глазных артерий. Роговицы NV происходит, когда стимул способствует ангиогенез этих сосудов, позволяя им расти по направлению к центру роговицы и таким образом ограничить видение 6. Роговицы ангиогенез включает hemangiogenesis и лимфангиогенез, которые приводят к врастанию сосудов и лимфатических сосудов от лимба сосудистой аркады к центру роговицы. Это приводит к нарушению роговицы "ангиогенной привилегии», увеличение помутнения роговицы и фиброза, нарушения роговицы лаYers и отек 7. Точные триггеры роговицы NV многочисленны, начиная от ответа на инфекционное заболевание, например, трахомы к химически индуцированного государства вызвало народной медицины, промышленные химикаты, или даже боевых отравляющих веществ.
Молекулярные механизмы этого процесса нет, пока еще, полностью охарактеризованы; однако, несколько ключевых игроков были определены. При нормальных условиях роговица обладает уникальным 'ангиогенную привилегию' поддерживается избыточный массив антиангиогенных факторов (таких, как растворимого VEGF-R1) 8. Тем не менее, в ответ на внешний раздражитель (например, травмы), будет местный регуляция проангиогенных факторов (например, VEGF-A). Это советы баланс про и анти-ангиогенных факторов лежит в основе ангиогенную привилегию роговицы, и приводит к hemangiogenesis, lymphangeogenesis и воспаление, поэтому вызывает роговицы патологии и даже слепоту 9.
<р = класса "jove_content"> Учитывая неудовлетворенная медицинская потребность этого весьма изнурительной патологии, он представляет интерес для области, чтобы иметь надежный животную модель роговицы NV. Здесь мы представляем такую модель: контролируемое повреждение щелочно-ожога. Различные модели глаз травмы на основе с использованием фильтровальной бумаги кольца были использованы с 1970-х годов 10. В 1989 году группа из Гарвардской медицинской школы офтальмологов характеризуется стандартную модель центрального повреждением роговицы щелочно-ожоговой в кролика на основе замачивания кусок круглой фильтровальной бумаги с гидроксидом натрия (NaOH) и применяя его к роговице в определенном диапазоне концентрации 11. С тех пор эта техника была адаптирована для использования в 12-14 мыши. В последнее время лаборатория Ван изучал терапевтические эффекты гистондеацетилазы (HDAC) ингибитора САХА в патогенезе роговицы NV с помощью мыши роговицы щелочно-ожогов модель 15. Методология мыши роговицы щелочно-ожоговой травмы модели, представленной здесь был построенв основном на предварительной работе двух других работах 14,16.Protocol
Representative Results
Discussion
Протокол, представленные здесь приводит к воспроизводимых уровней hemangiogenesis, лимфангиогенеза и воспаление, что делает его идеальной системой для изучения этих трех (взаимосвязанных) процессов. Хотя этот метод производит централизованную роговицы Н.В., несколько методов, которые были р?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы благодарны за помощь доктора Xinyu Ли в подготовке рукописи. З поддержали Startup фонда Тулэйн университета, президента исследовательского совета Нью-следователь премии от UT Юго-западного медицинского центра, NIH Грант EY021862, премию развития карьеры от исследований в области профилактики слепоты основу, и на премию Яркий Фокус в возрастная дегенерация желтого пятна исследований .
Materials
| 1 mL Syringe | BD | 309659 | |
| 18 Guage Needle | BD | 305918 | |
| 10 mL Syringe | BD | 306575 | |
| 25 Guage Needle | BD | 305916 | |
| Anti-F4/80 (rat anti-mouse) | AbD Serotech | MCA497RT | |
| Anti-LYVE-1 (rabbit anti-mouse) | Abcam | ab14917 | |
| Anti-PECAM-1 (rat anti-mouse) | BD | 553370 | |
| Anti-IgG Alexa488 (goat anti-rat) | Invitrogen | A11006 | |
| Anti-IgG Alexa594 (goat anti-rabbit) | Invitrogen | A11012 | |
| Camera | Tucsen | TCC 5.0 ICE | |
| Coverslips | Fisher | 12-548-B | |
| DMSO | Sigma | D4540-1L | Caution: Mutagenic, Toxic |
| Forceps (Blunt), Iris | WPI | 15915 | |
| Forceps (Sharp), Dumont #4 | WPI | 500340 | |
| KCl | Fisher | P217-500 | |
| Ketamine Solution | MedVet | RXKETAMINE | Controlled substance, proper license required for use. |
| Light Source for Microscope | AmScope | LED-14M-YA | |
| Microscope (Stereo 7X-45X) | AmScope | SM-1B | |
| Mounting Medium, Vectashield | Vector | H-1000 | |
| NaCl | Fisher | S271-10 | |
| NaH2PO4 | Fisher | S397-500 | |
| NaOH | Fisher | S318-1 | Caution: Corrosive |
| Paraformaldehyde | P6148-500G | Caution: Allergenic, Carcenogenic, Toxic | |
| Proparacaine Hydrochloride | Sigma | P4554-1G | |
| Scissors (5mm blade), Vanas | WPI | 14003 | |
| Goat Serum | MPBio | 92939249 | |
| Microscope Slides | Fisher | 12-550-15 | |
| Triton X-100 | Sigma | T8787-100ML | |
| Whatman Grade 1 Filter Paper | Whatman | 1001-6508 | |
| Xylazine Solution | MedVet | RXANASED-20 |
References
- Pascolini, D., Mariotti, S. Global estimates of visual impairment. Br. J. Ophthalmol. 96 (5), 614-618 (2010).
- Whitcher, J., Srinivasan, M., Upadhyay, M. Corneal Blindness: A Global Perspective. Bull. World Health Org. 79 (3), 214-221 (2003).
- Gupta, D., Illingworth, C. Treatments for corneal neovascularization: a review. Cornea. 30 (8), 927-938 (2011).
- Cursiefen, C., et al. Consensus statement on indications for anti-angiogenic therapy in the management of corneal diseases associated with neovascularisation: outcome of an expert roundtable. Br. J. Ophthalmol. 96 (1), 3-9 (2012).
- Delmonte, D., Kim, T. Anatomy and Physiology of the Cornea. J. Cataract Refract. Surg. 37 (3), 588-598 (2011).
- Cursiefen, C., Seitz, B., Dana, M. R., Streilein, J. W. Angiogenesis and lymphangiogenesis in the cornea. Pathogenesis, clinical implications and treatment options. Der Ophthalmologe. 100 (4), 292-229 (2003).
- Chang, J., Gabison, E., Kato, T., Azar, D. Corneal Neovascularization. Curr. Opin Ophthalmol. 12 (4), 242-249 (2001).
- Ambati, B., et al. Corneal Avascularity is due to Soluble VEGF Receptor-1. Nature. 443 (7114), 993-997 (2006).
- Cursiefen, C., et al. VEGF-A Stimulates Lymphangiogenesis and Hemangiogenesis in Inflammatory Neovascularization via Macrophage Recruitment. J. Clin. Invest. 113 (7), 1040-1050 (2004).
- Jiri, O. Paper Strips and Rings as Simple Tools for Standardization of Experimental Eye Injuries. Ophthal. Res. 1975 (7), 363-367 (2009).
- Ormerod, L., Abelson, M., Kenyon, K. Standard Models of Corneal Injury Using Alkali-Immersed Filter Discs Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 30 (10), 2148-2153 (1989).
- Saika, S., et al. Therapeutic effects of adenoviral gene transfer of bone morphogenic protein-7 on a corneal alkali injury model in mice. Lab. Invest. 85 (4), 474-486 (2005).
- Ferrari, G., Bignami, F., Giacomini, C., Franchini, S., Rama, P. Safety and efficacy of topical infliximab in a mouse model of ocular surface scarring. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 54 (3), 1680-1688 (2013).
- Sosne, G., Christopherson, P., Barrett, R., Fridman, R. Thymosin-beta4 modulates corneal matrix metalloproteinase levels and polymorphonuclear cell infiltration after alkali injury.Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 46 (7), 2388-2395 (2005).
- Li, X., et al. Inhibition of Multiple Pathogenic Pathways by Histone Deacetylase Inhibitor SAHA in a Corneal Alkali-Burn Injury Model. Mol. Pharm. 10 (1), 307-318 (2013).
- Yoeruek, E., et al. Safety, penetration and efficacy of topically applied bevacizumab: evaluation of eyedrops in corneal neovascularization after chemical burn. Acta Ophthalmol. 86 (3), 322-328 (2008).
- Bucher, F., Parthasarathy, A., Bergua, A., Onderka, J., Regenfuß, B., Cursiefen, C., Bock, F. Topical Ranibizumab inhibits inflammatory corneal hem- and lymphangiogenesis. Acta Ophthalmol. , (2012).
- Hajrasouliha, A., Sadrai, Z., Chauhan, S., Dana, R. b-FGF induces corneal blood and lymphatic vessel growth in a spatially distinct pattern. Cornea. 31 (7), 804-809 (2012).
- Rogers, M., et al. The albino mutation of tyrosinase alters ocular angiogenic responsiveness. Angiogenesis. 16 (3), 639-646 (2013).
- Connor, K., et al. Quantification of oxygen-induced retinopathy in the mouse: a model of vessel loss, vessel regrowth and pathological. Nat. Protoc. 4 (11), 1565-1573 (2009).
